混合储能聚合商参与能量-调频市场控制策略

提出了一种混合储能聚合商(hybrid energy storage aggregator,HESA)参与能量-调频市场的控制策略。首先,对于独立系统运营商(ISO)发出的调频指令信号进行VMDWVD时频域分析,重构固有模态分量(IMF)生成高频信号与低频信号,分别作为HESA中功率型储能和能量型储能的输入信号。其次,构建了计及多市场价格不确定性的HESA投标与运行策略min-max-min模型,基于列和约束生成算法(C&CG)和强对偶理论对主子问题进行迭代交替求解。最后,基于实际PJM市场的价格、调频信号等数据进行了仿真,验证了HESA主体投标运营策略的有效性。

基于调频信号自适应分解的电池储能辅助二次调频控制策略

以清洁能源发电为代表的零碳机组大规模并入电网,其间歇性和不确定性带来的频率波动愈发凸显。针对电池储能辅助火电机组调频灵活性不足、荷电状态维持效果不理想的问题,提出一种基于调频信号自适应分解的储能辅助二次调频控制策略。首先,综合灵敏度、储能荷电状态、频率偏差状态3个因素,给出区域调节需求信号和区域控制误差信号的切换时机判据;计及火电机组爬坡率限制和储能荷电状态限制,提出自适应调频信号分解策略,构建回报增益与荷电状态之间的规律并将其作为调节参考值,利用频率偏差对参考值进行修正,最后通过状态一致性检测模块判断回报增益的输出,以实现2种调频资源的优势互补。通过单区域系统频率响应模型仿真,验证了本文策略的有效性。结果表明:本文策略能够提高系统的灵活性,使各调频资源形成互补关系。

美国加州车网互动政策、标准与市场机制最新进展及其启示

电动汽车与电网互动(简称“车网互动”)可以释放电动汽车作为灵活性资源的潜力,能够有效提升电网调峰能力、促进高比例可再生能源消纳、提升电动汽车用户经济收益,日益受到各方重视。美国加利福尼亚州(简称“加州”)近些年在推动电动汽车与电网互动发展方面做了大量工作,取得了重要进展。首先,文中介绍了加州在电动汽车与电网互动配套政策法规方面的最新动向;之后,从技术标准、市场机制两方面介绍了加州在电动汽车与电网互动相关基础工作方面的最新进展;最后,结合中国电动汽车与电网互动发展实际提出了有关建议。

风光储参与电网预防-紧急控制策略研究

基于风光储有功功率连续平滑调节能力,提出一种风光储协同切负荷优化的电网预防-紧急控制策略。首先,分析风光储参与电网预防-紧急控制原理,给出风光储参与电网预防-紧急控制策略。在故障发生前通过削减风光出力预留有功备用容量,通过调整发电机机组出力、储能充放电状态平抑风光出力改变引起的系统功率波动;在故障发生后,优先考虑风光预留有功备用量填补系统功率不平衡量,若风光预留有功备用量不足,则采取切负荷措施进行紧急控制。然后,综合考虑风光有功备用成本、预防、紧急控制措施成本,分别建立风光储参与电网预防、紧急控制模型,采用Matlab/CPLEX求解模型。最后在改进IEEE 39节点系统进行仿真验证本文所提控制策略的有效性。

基于市场机制结构控制策略的研究和应用进展

半主动控制装置以其廉价、耗能低及控制稳定性好的优势成为目前结构控制领域的研究热点,由此势必产生具有大量半主动控制装置形成的复杂的结构控制系统,但是对于由大量半主动控制装置组成的结构控制系统,其形式非常复杂。相比于传统的集中式控制策略,分布式控制策略更适应此类复杂系统的控制要求。而基于市场机制的控制策略(M arket-based Control,简称MBC)属于分布式控制策略,它利用市场来模拟复杂的控制系统,用销售商和消费者来代替控制器和能源输出,从而将整个控制系统离散化,利用自由市场经济对有限资源合理分配的特点,对结构的振动实施高效的控制。介绍了分布式控制的概念,回顾了基于市场控制理论的发展过程,重点介绍了其在土木工程领域的应用,存在的问题及未来发展方向。

基于目标控制策略的干预模式在急诊创伤骨折患者中的应用

目的:探讨基于目标控制策略的干预模式在急诊创伤骨折患者中的应用效果。方法:将2022年10月1日~12月31日急诊科收治的53例急诊创伤骨折患者设为常规组,实施常规护理干预;将2023年1月1日~4月30日急诊科收治的53例急诊创伤骨折患者设为干预组,实施基于目标控制策略的干预模式。比较两组术前2 h、术后24 h、术后48 h疼痛程度[采用视觉模拟评分法(VAS)和休斯顿疼痛情况调查表(HPOI)],干预前后心理状态[采用斯坦福急性应激反应问卷(SASRQ)、正性与负性情绪量表(PANAS)],睡眠质量[采用匹兹堡睡眠质量指数量表(PSQI)],护理满意度[采用纽卡斯尔护理满意度量表(NSNS)]。结果:术后24、48 h,两组VAS评分均低于术前2 h(P<0.05),且干预组低于常规组(P<0.05,P<0.01);术后24、48 h,两组HPOI评分均高于术前2 h(P<0.05),且干预组高于常规组(P<0.01);干预后,两组PANAS正向情绪评分、护理满意度均高于干预前(P<0.05),且干预组高于常规组(P<0.05,P<0.01);干预后,两组SASRQ、PANAS负向情绪、PSQI各维度评分均低于干预前(P<0.05),且干预组低于常规组(P<0.05,P<0.01)。结论:将基于目标控制策略的干预模式应用于急诊科急诊创伤骨折患者中,可缓解患者疼痛,减轻负性情绪,改善睡眠质量,同时提高护理满意度。

基于Sarsa算法的城轨列车节能控制策略研究

针对城市轨道交通节能运行问题,提出一种基于Sarsa强化学习算法的城轨列车节能控制策略,实现了城轨列车在自动驾驶状态下,面对不同路况,执行减少能源消耗驾驶策略的同时兼顾准时性和舒适性。根据线路条件将列车状态进行离散化处理,将连续的驾驶过程分为若干个子区间进行分段求解。结合区间限速、初始状态、终末状态等限制条件,基于能耗及运行时间分别构造适当的奖励函数。同时,用当前状态下可达的最大速度与最小速度对可选速度集合进行限制,缩小探索空间,加快算法收敛。最后,通过对北京铁路亦庄线小红门站至肖村站的实例进行仿真。实验结果表明,与传统的动态规划方法相比,Sarsa算法在满足舒适性和准时性要求的情况下节能9.32%。相比于强化学习中的Q学习算法,在速度的选取过程中,超速次数也有明显下降。仿真结果证明Sarsa算法具有更好的节能效果和安全性。在算法参数不变的情况下,调整限速条件,与传统动态规划算法进行二次对比,依旧节能4.21%,验证了算法的鲁棒性。

异质交通流环境下无信号T形交叉口控制策略

针对无信号控制T形交叉口,提出一种异质交通流环境下交叉口的分级限速控制模型.根据异质交通流的车辆运行特性提出分级限速的概念,并建立交叉口的车辆信息矩阵.构建以车流通过冲突区域时间最短为优化目标,以保证冲突车辆安全行驶的时间间隔为约束条件的线性规划模型.通过MATLAB搭建仿真平台对所提出的模型有效性进行试验验证.结果表明:在混合行驶的交通环境下,当车辆到达率为0.30~0.50时,本研究所提模型可以在传统控制模型的基础上提升交叉口通行能力约20%;分级限速控制模型下智能网联车辆渗透率达到0.90时,最多可以增加交叉口约17%的通行能力;所提模型能有效提高道路资源利用效率,保证主路运行通畅的情况下大幅降低支路车辆延误.

我国海运碳排放市场机制构建的进路统筹

海运碳减排需要统筹运用包括市场机制在内的多种措施。欧盟推进单边海运碳排放交易机制虽然对市场机制在海运领域的运用具有正向推进价值,但基于其制度对共同但有区别责任原则的忽视等原因,与我国的航运利益并不相符。我国应当联合其他非欧盟国家反对欧盟的单边措施,并积极推进国际海事组织(IMO)层面多边海运碳排放市场机制的构建,推动海运碳排放真正实现公正公平的过渡。同时,在国内层面,基于国际国内统筹推进的整体要求,我国需要厘定基于国内立法的海运碳排放市场措施及其实施路径,构建相应的制度保障。

低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。

风电集群汇集的共享储能虚拟惯量补偿控制策略

针对大规模风电并网导致系统惯量削弱问题,提出风电集群汇集的共享储能虚拟惯量补偿控制策略。首先,计算风电集群惯量削弱量及共享储能电站的惯量补偿目标;然后,根据惯性响应的基本物理意义,定义储能装置的虚拟惯量;接着,探明其时变特性,求解储能虚拟惯量时域过程,确定储能电站以及各储能单元虚拟惯量补偿目标,提出各储能单元补偿目标动态设置控制参数的控制策略;最后,通过Matlab/Simulink仿真,验证了所提策略在不同储能配置容量、不同风电渗透率下均具有良好控制效果和适应性。

轮式起重机驾驶室俯仰控制策略设计研究

在面临超大服役空间的起升高度场合进行作业时,轮式起重机的驾驶室需要适时调整上仰下俯动作以适应升降变化。为获得稳定的驾驶室空间变化,采用物理拓扑结构解耦,构建液压系统的数学模型,并提出鲸鱼算法优化分数阶控制器(WOA-FOPID)的控制策略,重点分析对比控制策略优化前后的动态响应性和抗干扰性。结果表明,WOA-FOPID控制策略可以对驾驶室的俯仰进行准确、快速、稳定的控制,提高了驾驶室的舒适性和宜人性。

基于多变量控制策略的生物发酵罐溶解氧浓度控制

为解决当前生物发酵罐中溶解氧浓度饱和问题,设计了基于多变量控制策略的生物发酵罐中溶解氧浓度控制新系统。该控制系统通过控制两个变量(培养液的进气气流速率和搅拌器搅拌速度)来调节生物培养液的溶解氧浓度,并通过选择合适的空气流量水平,避免氧气溶解饱和,而且还可通过调整搅拌速度控制器的参数,适应控制点的实时变化。仿真实验结果表明,所设计控制系统可根据系统中控制条件切换搅拌控制器参数,来保证对空气流的正确切换和主动控制器的正确选择,并最终保证控制回路稳定运行。对实际系统的测试结果表明,当培养液因搅拌而出现溶解氧饱和时,所设计控制系统通过有效改变气流,避免培养液中溶解氧饱和问题的出现。所设计控制系统能够实现生物发酵罐中溶解氧浓度的高效控制。

南方先进光源研究测试平台2 K超流氦真空机组控制策略

南方先进光源研究测试平台低温系统为超导腔提供100 W@2 K的垂直和水平两种测试模式。采用三套机械泵与罗茨泵组成的减压降温真空机组,通过对测试装置抽真空为超导腔提供2 K测试环境。为了保证测试装置内满足2 K@31.3 mbar±0.1 mbar要求,保持一定液位高度,设计了一套对应的减压降温真空机组控制逻辑,通过真空机组入口蝶阀可控开度、罗茨泵变频控制、旁通阀参与调节相互配合,在多轮测试中,能够在2 h内实现4 K到2 K间的转化,极大地减小了测试等待时间,稳定实现了31.3 mbar±0.1 mbar的压力波动,保证了液位的稳定,为超导腔测试提供持续稳定的测试环境,稳定运行时间单次最长720 h。

磁聚焦式扭矩传感器激励线圈控制策略研究

为测量旋转轴不同工况下的扭矩,提出了一种基于磁聚焦式扭矩传感器的激励线圈控制策略。该控制策略以控制传感器稳定输出幅值为2 mV电信号为目标,将感应电压数学模型和正交试验法相结合,对各个工况下的激励线圈控制策略进行设计,并利用MATLAB和COMSOL软件对各控制策略进行理论计算和有限元仿真验证。为模拟传感器在台架实验中得到的带噪声信号,对仿真得到的输出电信号添加高斯白噪声,利用MATLAB仿真软件对带噪声信号进行滤波优化。仿真结果表明:该控制策略能够使传感器在旋转轴的不同工况下,稳定输出幅值为2 mV的类正弦电压信号,验证了其可行性。

基于状态估计的轮毂电机驱动控制策略研究

为克服轮毂电机响应慢,控制精度和抗干扰性差的难题,本文在滑模控制(Sliding mode control,SMC)的基础上,开发基于转速和角度在线状态估计的超螺旋滑模(Super-twisting sliding mode control,STSMC)轮毂电机转速转矩联合控制策略。采用单移线工况,轮毂电机汽车匀速换变道时分别对各轮毂电机进行转速控制,满足阿克曼转向要求,变道后采用正弦过渡方法对各轮毂电机进行转矩控制,电机快速平滑输出期望转矩,车辆直线加速。为防止转速和角度传感器误差或者损坏,轮毂电机控制中采用最大相关熵平方根广义高阶容积卡尔曼算法(Maximum correlation entropy square root generalized high-order cubature Kalman filter,MCSRGHCKF)对转速和转子角度进行无传感器估计,实验测试得到转子角度估计误差为-0.05 rad,转速误差为0.3 r/min,满足电机控制要求。从电机启动到匀速运行阶段采用STSMC算法控制,转速超调量为6.33%,最大输出转矩为0.35 N·m,响应时间为0.22 s,稳态转速脉动为±0.5 r/min,转矩脉动为±0.01 N·m,相比PID和SMC算法,控制效果更佳。在转速切换转矩控制,转矩可按照正弦函数平滑过渡,最大超调仅为2.86%,电机运行平稳。

区域新能源并网暂态功角稳定分析与紧急控制策略优化

随着新型电力系统发展和新能源机组不断投产,南方区域将形成多区域新能源与邻近常规电源联合集中接入系统的场景。新能源集中接入常与常规电源共用输电通道,将影响区域系统暂态稳定特性及输送通道的传输能力,使南方区域系统的安全稳定运行和风险防控面临了前所未有的挑战。为深入研究区域新能源送出的稳定特性建立了区域新能源交流集中送出的等值系统模型,分析了新能源并入对区域系统对暂态稳定特性影响的主要机理。基于等面积法则对区域送出系统暂态过程的加、减速面积进行了定量分析,提出了紧急控制切机策略的协调优化方法,实现区域送出传统机组与新能源机组紧急控制切机量及控制代价的最小化的切机策略配置。最终,基于广东区域海风火电打捆送出系统为例,对分析结果的正确性进行了验证。

重型载货汽车长下坡制动控制策略

单一制动器温度升高出现制动热衰退现象后,其余制动器热负荷增加会影响整车制动效能,针对此问题提出了基于制动力观测模型的重型载货汽车长大下坡制动控制策略。首先,利用制动鼓温度能够准确表征制动力的特性建立了制动力观测模型;其次,依据整车制动器热衰退演变机理及车辆制动失稳机理,提出了结合散热量、地面附着率、滑移率及轴载的控制策略;然后,为了实现制动力的跟踪控制,建立了基于MPC制动力优化控制模型;为了验证提出的控制策略,建立了基于TruckSim和Matlab联合仿真模型;最后,进行低温制动工况、高温制动工况和基于滑移率的制动控制策略仿真验证。结果表明:低温工况能够抑制制动器温度的快速升高;高温工况能够降低制动器提前出现热衰退的风险,在保证整车制动效能的同时,预留了必要安全措施时间;基于滑移率的控制策略可以保证车辆制动稳定性。结果表明:所提出的控制策略既能相对均衡地控制制动器温度上升速度,又能避免因某一制动器温度快速升高而增加其余制动器热负荷,且保证制动稳定性,从而提高了重型载货汽车长下坡制动安全性。

面向风电平抑的双电池单元储能系统功率分层优化控制策略

为减少风-储联合系统中,双电池单元储能系统的充放电循环次数,降低高充放电功率指令下电池单元充放电电流倍率,提出一种储能系统充放电功率分层优化控制策略。根据充放电功率指令高低,为两电池单元匹配同充同放和一充一放两种运行模式,同时优化设置两运行模式下电池荷电状态循环区间,平衡充放电电量。仿真验证表明,在风电平抑效果相同的情况下,所提策略可降低高充放电功率指令下电池单元充放电电流倍率,减少电池充放电循环次数,延长电池寿命,降低储能电池功率和容量的配置需求。

一种融合电能变换与可见光通信VPPM调制的控制策略

面对独立光伏发电系统的小卫星间可见光通信应用,提出一种谐振三端口LED驱动电路,实现软开关高效光伏电能变换,对所提出驱动电路稳态特性和关键参数进行具体分析设计。结合驱动电路,提出一种融合电能变换与可见光通信的可变脉冲位置调制(VPPM)调制控制策略,利用输出脉冲电流的位置实现数据传输,通过调节输出脉冲电流宽度完成通信所需亮度调节,适用于较远距离可见光通信调制,同时实现照明恒流控制。详细分析融合控制原理和控制过程,最后进行计算机仿真验证,并设计制作一台所提出驱动电路与融合控制策略的额定输出0.6 A/20 W实验样机,样机效率最高可达95.6%,通信原理样机数据传输速率为10~20 kbps,验证了所提出的驱动电路和融合控制策略的有效性。